Anche in questa nuova avventura in 3D gli Autobots e i Decepticon torneranno a combattersi nuovamente per il predominio della Terra; ma in questo capitolo, farà sfondo alla battaglia, una pericolosa corsa all’esplorazione spaziale che vedrà coinvolte due potenze che furono le artefici della guerra fredda: Russia da una parte e Stati Uniti dall’altra.
Sam Witwicky anche questa volta si vedrà costretto a dare una mano a suoi amici robot per non essere sconfitti dai cattivi.